题目内容
如图所示,劲度系数为k2的轻弹簧竖直放在桌面上(与桌面不粘连),上端固连一质量为m的物块.另一劲度系数为k1的轻弹簧下端固连在物块上.现将k1的上端A缓慢上提,当k2的弹力大小等于
mg时,m的重力势能增加了
,A点上升了
mg(
+
)
mg(
+
).
2 |
3 |
(mg)2 |
3k2 |
(mg)2 |
3k2 |
1 |
3 |
1 |
k1 |
1 |
k2 |
1 |
3 |
1 |
k1 |
1 |
k2 |
分析:对物体受力分析,有平衡条件可求弹簧的型变量,上面弹簧的上端A竖直向上提高的距离为两弹簧的形变量之和.
解答:解:对末态时的物块受力分析,受重力、弹簧K1的向上的拉力F1′与弹簧K2的向上的弹力F2′,物块静止有
F1′+F2′=mg
初态时,弹簧k2(压缩)的弹力F2=mg
末态时,弹簧k2(压缩)的弹力F2′=
mg
弹簧k2的长度变化量△x2=
重力势能增加量△EP=mg△x2=
由F1′+F2′=mg,F2′=
mg
得:F1′=
mg
初态时,弹簧k1(原长)的弹力F1=0
末态时,弹簧k1(伸长)的弹力F1′=
mg
弹簧k1的长度变化量△x1=
=
由几何关系知所求距离为△x1+△x2=
mg(
+
)
故答案为:
,
mg(
+
)
F1′+F2′=mg
初态时,弹簧k2(压缩)的弹力F2=mg
末态时,弹簧k2(压缩)的弹力F2′=
2 |
3 |
弹簧k2的长度变化量△x2=
mg |
3k2 |
重力势能增加量△EP=mg△x2=
(mg)2 |
3k2 |
由F1′+F2′=mg,F2′=
2 |
3 |
得:F1′=
1 |
3 |
初态时,弹簧k1(原长)的弹力F1=0
末态时,弹簧k1(伸长)的弹力F1′=
1 |
3 |
弹簧k1的长度变化量△x1=
△F1 |
K1 |
mg |
3k1 |
由几何关系知所求距离为△x1+△x2=
1 |
3 |
1 |
k1 |
1 |
k2 |
故答案为:
(mg)2 |
3k2 |
1 |
3 |
1 |
k1 |
1 |
k2 |
点评:考查了胡克定律,物体平衡时合力为零,注意多个弹簧串联时位移关系.
练习册系列答案
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如图所示,劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平面上,上端固定一 质量为m0的托盘,托盘上有一个质量为m的木块.用竖直向下的力将原长为Lo的弹簧压缩后突然撤去外力,则即将脱离m0时的弹簧长度为( )
A、Lo | ||
B、
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C、
| ||
D、
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